MARS-500 - MARS-500

O logotipo oficial da missão
Tripulação da simulação de 520 dias antes de iniciar a missão
Um plano tridimensional do complexo MARS-500 baseado na Rússia , usado para experimentos terrestres, que complementa os preparativos baseados na ISS para uma missão humana a Marte

A missão MARS-500 foi um experimento de isolamento psicossocial conduzido entre 2007 e 2011 pela Rússia, a Agência Espacial Europeia e a China, em preparação para um futuro vôo espacial tripulado não especificado para o planeta Marte . Instalação do experimento foi localizado na Academia de Ciências da Rússia ' Instituto de Problemas Biomédicos (IBMP), em Moscou , Rússia.

Entre 2007 e 2011, três diferentes equipes de voluntários viveram e trabalharam em uma nave espacial mock-up no IBMP. A fase final do experimento, que pretendia simular uma missão tripulada de 520 dias, foi conduzida por uma tripulação composta por três russos (Alexey Sitev, Sukhrob Kamolov, Alexander Smoleevskij), um francês (Romain Charles), um Italiano (Diego Urbina) e cidadão chinês (Yue Wang). A instalação simulada simulava uma nave espacial do ônibus espacial Terra-Marte, uma nave de ascensão e descida e a superfície marciana. Os voluntários que participaram das três etapas incluíram profissionais com experiência em engenharia, medicina, biologia e voo espacial humano. O experimento rendeu dados importantes sobre os efeitos fisiológicos, sociais e psicológicos do isolamento de longo prazo e de perto.

Visão Geral do Projeto

Propósito

O MARS-500 tinha como objetivo estudar os desafios psicológicos, fisiológicos e tecnológicos inerentes aos voos espaciais de longa duração. Entre outros obstáculos a serem superados, o experimento examinou os efeitos fisiológicos da ausência de peso em longo prazo, a eficácia do gerenciamento de recursos e os efeitos do isolamento em um ambiente hermeticamente fechado. Os sistemas de comunicação do MARS-500 foram projetados com um atraso médio de 13 minutos, para simular o tempo real de transmissão de e para uma espaçonave com destino a Marte.

Objetivos científicos

Os objetivos científicos do MARS-500 incluíram o estudo de projetos de habitats potenciais, com um foco particular no apoio médico e psicológico para a tripulação (que seria necessariamente confinada em uma espaçonave relativamente pequena, com instalações médicas relativamente limitadas, para 7 a Viagem de 9 meses a Marte).

Estágios de experimento

No total, foram programados 640 dias experimentais entre 2007 e 2011, divididos em três etapas de durações distintas. Durante cada estágio, a equipe de voluntários vivia e trabalhava em uma espaçonave maquete. A comunicação com o mundo externo era limitada e conduzida com um atraso de tempo realista de até 25 minutos, para simular o atraso das comunicações na vida real entre Marte e a Terra. Da mesma forma, um suprimento realisticamente limitado de consumíveis de bordo foi fornecido para os voluntários. Algumas condições, como ausência de peso e radiação cósmica, não puderam ser simuladas.

A primeira etapa de 15 dias do experimento MARS-500 ocorreu de 15 de novembro de 2007 a 27 de novembro de 2007. O objetivo desta etapa foi testar o equipamento técnico, instalações e procedimentos operacionais para a viagem.

O segundo estágio de 105 dias do experimento começou em 31 de março de 2009, quando seis voluntários começaram a viver no complexo residencial isolado do experimento. Em 14 de julho de 2009, esta etapa do experimento foi concluída.

A etapa final de 520 dias do experimento, que pretendia simular uma missão tripulada completa, começou em 3 de junho de 2010 e terminou em 4 de novembro de 2011. Esta etapa foi conduzida por uma tripulação internacional de seis homens, composta por três russos , um francês, um cidadão italiano / colombiano e um cidadão chinês. O estágio incluiu uma simulação de uma aterrissagem tripulada em Marte , com três caminhadas simuladas em Marte realizadas em 14, 18 e 22 de fevereiro de 2011. O experimento terminou em 4 de novembro de 2011, com todos os participantes supostamente em ótimas condições físicas e psicológicas.

Em fevereiro de 2013, o Proceedings of the National Academy of Sciences relatou que quatro dos seis membros da tripulação tinham problemas consideráveis ​​para dormir e aumento do tempo de sono e descanso, em comparação com a hibernação animal. Os participantes também experimentaram uma interrupção em seu ritmo circadiano durante o confinamento.

Instalação

Um diagrama rotulado da instalação de isolamento experimental
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A instalação experimental estava localizada no site do Instituto de Problemas Biomédicos em Moscou. O complexo consistia em instalações de isolamento, sala de operações da missão, instalações técnicas e escritórios.

A instalação de isolamento consistia em cinco módulos diferentes. Três - os módulos habitat, utilitário e médico - simulavam a espaçonave principal. O quarto módulo simulou a sonda marciana e foi conectado à espaçonave principal. O quinto módulo era um simulador da superfície marciana e está conectado à sonda marciana. O volume combinado dos módulos foi de 550 m 3 (19.000 pés cúbicos).

A instalação incluiu todo o equipamento necessário para a execução do experimento. Isso incluiu sistemas de comunicação e controle, sistemas de ventilação, abastecimento de ar e água, instalações elétricas, sistemas de esgoto, monitoramento da qualidade do ar e da água e sistemas de reciclagem parcial, equipamentos médicos, sistemas de monitoramento de incêndio e outros sistemas de monitoramento de segurança e equipamentos de emergência. Os módulos foram mantidos na pressão barométrica normal da Terra.

Módulo habitável

O módulo habitável era o alojamento principal da tripulação. O módulo cilíndrico de 3,6 m × 20 m (12 pés × 66 pés) consistia em seis compartimentos individuais para a tripulação, uma cozinha / sala de jantar, uma sala de estar, a sala de controle principal e um banheiro. Os compartimentos individuais dos quartos, com área em torno de 3 m 2 cada, continham uma cama, uma escrivaninha, uma cadeira e prateleiras para pertences pessoais.

Módulo médico

Plano geral do complexo experimental

O módulo médico cilíndrico media 3,2 m × 11,9 m (10 pés × 39 pés) e abrigava dois leitos médicos, um banheiro e equipamentos para exames médicos de rotina. Também continha equipamentos para investigações telemédicas , laboratoriais e diagnósticas. Se os membros da tripulação tivessem ficado doentes, eles teriam sido isolados e tratados no módulo.

Simulador de módulo de pouso em Marte

O simulador do módulo de pouso em Marte foi usado apenas durante a fase de "órbita de Marte" de 30 dias do experimento. O módulo cilíndrico de 6,3 m × 6,17 m (20,7 pés × 20,2 pés) acomodava até três membros da tripulação e tinha três beliches, duas estações de trabalho e um banheiro. Seus sistemas auxiliares incluíam um sistema de controle e coleta de dados, um sistema de controle de vídeo e comunicações, um sistema de análise de gás, um sistema de ar condicionado e ventilação, um sistema de esgoto e abastecimento de água e um sistema de supressão de incêndio.

Módulo de armazenamento

O módulo de armazenamento cilíndrico de 3,9 m × 24 m (13 pés × 79 pés) foi dividido em quatro compartimentos:

  1. Um compartimento refrigerado para armazenamento de alimentos
  2. Um compartimento para armazenamento de alimentos não perecíveis
  3. Uma estufa experimental
  4. Um compartimento contendo banheiro, sauna e academia

Equipe técnica

Requisitos de voluntariado anunciados

O projeto MARS-500 postou uma série de requisitos básicos para qualquer candidato em potencial. Estes foram:

  1. Idade: 25–50 anos
  2. Ensino superior
  3. Requisitos profissionais:
    • clínico geral com habilidades de primeiros socorros
    • médico-investigador com habilidades de diagnóstico de laboratório clínico
    • biólogo
    • engenheiro - especialista em sistemas de suporte de vida
    • engenheiro - especialista em informática
    • engenheiro - especialista em eletrônica
    • engenheiro - mecânico
  4. Competências linguísticas: conhecimento das línguas russa e inglesa a nível profissional

Tripulação da primeira fase

A tripulação do primeiro estágio de 15 dias do experimento de isolamento era composta por seis russos: cinco homens e uma mulher. Esta etapa do experimento foi realizada em novembro de 2007.

  • Anton Artamonov (nascido em 1982), engenheiro, físico e programador
  • Oleg Artemyev (nascido em 1970), engenheiro e cosmonauta
  • Alexander Kovalev (nascido em 1982), engenheiro empregado pelo laboratório de telemedicina do IBMP
  • Dmitry Perfilov (nascido em 1975), anestesiologista empregado pelo laboratório de telemedicina do IBMP
  • Sergey Ryazansky (nascido em 1974), comandante de tripulação, fisiologista e cosmonauta
  • Marina Tugusheva (nascida em 1983), bióloga, pesquisadora do IBMP

Marina Tugusheva, a única mulher da tripulação, foi excluída das missões mais longas.

Tripulação da segunda etapa

A segunda etapa de 105 dias envolveu uma tripulação de seis membros e terminou em 14 de julho de 2009.

  • Oleg Artemyev , cosmonauta russo
  • Alexei Baranov, médico russo
  • Cyrille Fournier, piloto de avião francês
  • Oliver Knickel, engenheiro mecânico do Exército Alemão
  • Sergey Ryazansky (comandante), cosmonauta russo
  • Alexei Shpakov, fisiologista esportivo russo

Tripulação da terceira fase

Mais de 6.000 pessoas de 40 países se inscreveram para o terceiro estágio de 520 dias do experimento. Os voluntários selecionados foram três russos, dois europeus e um chinês. Eles tinham um comando variado de inglês, mas nem todos falavam russo.

  • Romain Charles, engenheiro francês de 31 anos
  • Sukhrob Rustamovich Kamolov (Сухроб Рустамович Камолов), cirurgião russo
  • Alexey Sergeyevich Sitev (Алексей Сергеевич Ситёв), engenheiro russo e comandante da missão
  • Alexandr Egorovich Smoleevskiy (Александр Егорович Смолеевский), fisiologista russo
  • Diego Urbina, engenheiro ítalo- colombiano de 27 anos
  • Wang Yue (王跃), instrutor chinês de 27 anos no Centro de Pesquisa e Treinamento de Astronautas da China

O outro membro da tripulação, um substituto, era Mikhail Sinelnikov (Михаил Олегович Синельников), um engenheiro russo de 37 anos. A missão começou em 3 de junho de 2010 e terminou em 4 de novembro de 2011, após o que os participantes entraram em quarentena de quatro dias antes de deixar as instalações.

Experimentos de satélite

Durante o experimento MARS-500, experimentos adicionais relacionados com o objetivo de estudar os efeitos da radiação , problemas de saúde associados à falta de peso, o impacto do fogo a bordo da espaçonave, e outros foram conduzidos.

Experimentos cardíacos

Os experimentos da tripulação incluíram pesquisa operacional mensal, consistindo em registro de eletrocardiograma , amostras respiratórias e pressão arterial , e um questionário sobre estilo de vida, estresse e possíveis queixas no último mês.

Estudos trimestrais complexos dinâmicos incluíram medição e registro da pressão arterial e parâmetros cardiorrespiratórios complexos durante a realização de testes funcionais com carga física, mental e ortostática. Questionários detalhados conduzindo testes psicológicos e estudos padrão de dispensários ambulatoriais foram conduzidos antes e depois da série de estudos.

Experimentos de imersão

Por causa da longa permanência na gravidade zero, a pessoa tem distúrbios hipocinéticos . Para estudar esse fenômeno, o IBMP vem realizando pesquisas nessa área há muitos anos, o que tem permitido a construção de um quadro detalhado da causa dos distúrbios hipocinéticos. Os resultados experimentais mostram que a principal causa das violações é uma mudança nos mecanismos dependentes da gravidade que são responsáveis ​​pela atividade motora sob a influência da gravidade no corpo. As mudanças começam a ocorrer devido à interrupção do trabalho coordenado dos sistemas sensoriais, em particular do suporte esquelético e proprioceptivo . Os dados obtidos durante os experimentos sugerem que o suporte aferentação em humanos atua como um mecanismo de ativação e regulação da atividade do sistema postural-tônico, e que a falta de suporte esquelético é o motivo da descarga das alterações fisiológicas e morfológicas comuns em condições de gravidade zero e microgravidade.

O objetivo principal dos experimentos de imersão era estudar os efeitos potenciais do vôo (incluindo a descarga) nos mecanismos de suporte do corpo (espinhal, supraespinhal), no estado do sistema nervoso central e na função motora e mão-olho co- ordenação.

Experimentos hiperbáricos

Durante o vôo, existia um risco de incêndio na espaçonave, e o argônio é planejado como um inibidor na atmosfera da espaçonave para reduzir esse risco. O uso de argônio pode reduzir significativamente a concentração de oxigênio na atmosfera de uma espaçonave sem causar danos à tripulação e criar o chamado ambiente hipóxico . Os experimentos hiperbáricos complementam o conhecimento sobre o efeito da mistura resistente ao fogo de oxigênio-nitrogênio-argônio no corpo humano com a ajuda de uma avaliação integrada do corpo do sujeito durante uma longa permanência na mistura resistente ao fogo. Os testes foram para determinar o nível de desempenho mental e físico, avaliar o estado do sistema cardiorrespiratório, parâmetros hematológicos, metabólicos e imunológicos no sangue, e conduzir pesquisas microbiológicas e pesquisas que irão melhorar os sistemas de suporte existentes.

Experimentos radiológicos

Para evitar problemas de saúde causados ​​pela irradiação durante o vôo para Marte, é necessário criar um modelo de previsão de risco de radiação. O modelo deve descrever o risco de enjoo por radiação dependendo da dose total recebida, desempenho reduzido que causa uma reação aguda e a possível redução da resistência geral do sistema imunológico a outros riscos à saúde do voo interplanetário.

O modelo de previsão é criado expondo um grupo de macacos a uma fonte de radiação ( césio-137 ). Experimentos radiológicos são então conduzidos para estudar as reações radiobiológicas dos principais sistemas reguladores (nervoso, endócrino, imunológico, cardiovascular, hematopoiético) e espermatozóides e resposta citogenética à irradiação e análise dos efeitos de longo prazo da exposição (expectativa de vida e carcinogênese) . O experimento usa macacos rhesus machos com idades entre 3–5 anos. Eles são divididos em grupos de 10 a 15 macacos em cada grupo. Os experimentos foram planejados de forma a imitar a exposição real da tripulação durante o vôo para Marte, incluindo as fases aguda e crônica da doença.

Estudo do trato gastrointestinal

Entre os estudos biológicos e médicos do MARS-500, a tripulação passou por uma eletrogastroenterografia de 24 horas , usando equipamento médico de bordo, para estudar a atividade elétrica no trato gastrointestinal humano.

Efeitos psicológicos

De acordo com resultados oficiais, a tripulação de isolamento de 520 dias foi submetida ao julgamento como uma única unidade. Não foram observados conflitos interpessoais, nem situações que exigiriam a interrupção ou o atraso de qualquer aspecto do projeto. As dificuldades encontradas durante a realização de algumas atividades complicadas foram superadas pela tripulação em conjunto. As diferenças culturais e as dificuldades de linguagem não tiveram nenhuma influência significativa. Diz-se que a comunicação amigável e construtiva prevaleceu durante todo o experimento. A equipe passou um tempo junta, assistindo a filmes em diferentes idiomas, e usou essas atividades recreativas como uma oportunidade para discutir os filmes e interagir socialmente.

A tripulação preparou surpresas para aniversários, feriados estaduais importantes e feriados informais (em 31 de outubro, eles comemoraram o Halloween). Alguns membros da tripulação aumentaram o tempo despendido em atividades individuais, o que não prejudicou a comunicação ou interação. Não foram observadas barreiras linguísticas, sociais ou culturais, e o comandante da missão exerceu sua autoridade tanto como líder formal quanto informal.

Mais tarde no experimento, a tripulação passou mais tempo na cama ou engajada em atividades pessoais. Os níveis gerais de atividade da tripulação despencaram nos primeiros três meses e continuaram caindo no ano seguinte. Na viagem de volta, eles passaram 700 horas a mais na cama do que na viagem de ida. Quatro dos membros sofriam de sono e problemas psicológicos. Um membro da tripulação dormia tão mal que sofria de privação crônica de sono e sozinho era o responsável pela maioria dos erros cometidos em um teste de computador usado para medir a concentração e o estado de alerta.

Veja também

Referências

links externos

Artigos de notícias sobre o projeto